KR20210132815A - 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 - Google Patents

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KR20210132815A
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성준엽
박명기
이창훈
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은, 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체가 위치하는 모듈 프레임, 상기 모듈 프레임으로부터 노출되는 상기 전지셀 적층체의 전후면을 덮는 버스 바 프레임, 상기 버스 바 프레임에 형성된 슬롯을 통해 상기 전지셀 적층체에서 돌출된 전극 리드와 연결된 버스 바, 상기 버스 바 프레임을 덮는 엔드 플레이트, 및 상기 버스 바 프레임과 상기 엔드 플레이트 사이에 위치하는 열전달 부재를 포함하고, 상기 열전달 부재는 전기적으로 절연성을 갖고, 열전도성을 갖는 재질로 형성된다.

Description

전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩{BATTERY MODULE AND BATTERY PACK INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 열 관리 성능이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
소형 모바일 기기들에는 디바이스 1대당 하나 또는 두서너 개의 전지셀들이 사용됨에 반해, 자동차 등과 같이 중대형 디바이스들에는 고출력 대용량이 필요하다. 따라서, 다수의 전지셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지 모듈이 사용된다.
중대형 전지 모듈은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지 모듈의 전지셀로서 주로 사용되고 있다. 이러한 전지 모듈은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 전지셀을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 전지셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.
한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 전지 팩에 대한 수요가 증가하고 있다.
한편, 복수개의 전지셀을 직렬/병렬로 연결하여 전지 팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 전지셀로 이루어지는 전지 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 전지 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 전지 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
도 1은 종래의 전지 모듈에 따른 사시도 일부를 나타낸다. 도 2는 도 1의 절단선 A-A'를 기준으로 yz 평면을 따라 자른 단면도 일부이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 종래의 전지 모듈은 상호 적층되는 복수개의 전지셀(11)로 구성된 전지셀 어셈블리(12) 및 복수개의 전지셀(11)의 전극 리드들을 전기적으로 연결하는 버스 바 어셈블리, 전지셀 어셈블리(12)를 감싸는 모듈 프레임(13), 버스 바 어셈블리를 덮는 외부 프레임(14)을 포함하여 구성된다. 이때, 외부 프레임(14)과 상기 버스 바 어셈블리 사이에 절연 커버(17)가 위치할 수 있다. 절연 커버(17)는 전기적 절연성을 갖는 부재로써, 전지셀 어셈블리(12), 버스 바 어셈블리 및 기타 전장품 등을 외부 프레임(14)과 분리시켜 외부 단락 등이 발생하는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 버스 바 어셈블리는, 각각의 전지셀(11)의 전극 리드들을 개별적으로 통과시키는 리드 슬롯들을 구비하는 버스 바 프레임(15) 및 버스 바 프레임(15)에 장착되고, 리드 슬롯들 개수에 대응되도록 구비되는 버스 바 슬롯들을 구비하며, 버스 바 슬롯들을 통과한 전극 리드들과 용접 등으로 연결되는 버스 바(16)를 포함하여 구성된다.
최근 고용량, 고에너지, 급속 충전 등의 필요가 지속적으로 증가하여 버스 바(16)에 흐르는 전류의 양도 증가하는 추세이다. 버스 바에 흐르는 고전류로 인해 버스 바에 발열이 발생하며, 이러한 발열을 줄이기 위해 버스 바(16)의 단면적 증가가 필요하다, 하지만, 이러한 구조 변경의 경우 비용 및 무게가 증가하는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 열 관리 성능이 향상된 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈은 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체, 상기 전지셀 적층체가 위치하는 모듈 프레임, 상기 모듈 프레임으로부터 노출되는 상기 전지셀 적층체의 전후면을 덮는 버스 바 프레임, 상기 버스 바 프레임에 형성된 슬롯을 통해 상기 전지셀 적층체에서 돌출된 전극 리드와 연결된 버스 바, 상기 버스 바 프레임을 덮는 엔드 플레이트, 및 상기 버스 바 프레임과 상기 엔드 플레이트 사이에 위치하는 열전달 부재를 포함하고, 상기 열전달 부재는 전기적으로 절연성을 갖고, 열전도성을 갖는 재질로 형성된다.
상기 버스 바는 상기 버스 바 프레임 상에서 복수개 형성되고, 상기 열전달 부재는 상기 복수의 버스 바를 일괄하여 덮을 수 있다.
상기 열전달 부재는 열전달 패드, 열전도성 수지층, 및 써멀 구리스(Thermal grease) 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 열전달 부재는 상기 버스 바와 면접합하고, 상기 버스 바를 완전히 덮을 수 있다.
상기 열전달 부재는 상기 버스 바 프레임을 완전히 덮을 수 있다.
상기 열전달 부재는 상기 엔드 플레이트와 접촉할 수 있다.
상기 열전달 부재는 L자형일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지팩은, 상기에서 설명한 전지 모듈을 포함한다.
실시예들에 따르면, 엔드 플레이트와 버스 바 프레임 사이에 열전달 부재를 형성함으로써, 전지 모듈의 사용 조건에서 발생하는 버스 바의 열을 효율적으로 관리할 수 있다.
또, 상기와 같은 열 관리 성능을 향상시킴과 동시에, 엔드 플레이트와 버스 바 프레임 사이에 구비된 절연 커버를 생략하고, 이를 상기 열전달 부재로 대체함으로써, 부품 수 감소에 의해 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 종래의 전지 모듈에 따른 사시도 일부를 나타낸다.
도 2는 도 1의 절단선 A-A'를 기준으로 yz 평면을 따라 자른 단면도 일부이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 사시도이다.
도 4는 도 3의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 전지셀 적층체에 포함된 하나의 전지셀을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 4의 전지 모듈에 포함된 버스 바 프레임을 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 6의 버스 바 프레임에 열전달 부재를 적용한 것을 나타내는 정면도이다.
도 8은 도 4의 절단선 P-P를 기준으로 yz 평면을 따라 잘라서 바라본 일부 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열전달 부재를 포함하는 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 열전달 부재에 의해 방열 관리 및 절연 관리되는 모습을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈에 대한 사시도이다. 도 4는 도 3의 전지 모듈에 대한 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 전지셀 적층체에 포함된 하나의 전지셀을 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 모듈(100)은, 복수의 전지셀(110)이 적층된 전지셀 적층체(200), 전지셀 적층체(200)를 수납하는 모듈 프레임(300) 및 모듈 프레임(300)의 바닥부(321) 아래에 위치하는 히트 싱크(500)를 포함한다. 모듈 프레임(300)의 바닥부(321)는 히트 싱크(500)의 상부 플레이트를 구성하며, 히트 싱크(500)의 함몰부(510)와 모듈 프레임(300)의 바닥부(321)가 냉매의 유로를 형성할 수 있다.
우선, 전지셀(110)은 파우치형 전지셀인 것이 바람직하다. 이와 관련하여 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 두 개의 전극 리드(111, 112)가 서로 대향하여 전지 본체(113)의 일단부(114a)와 다른 일단부(114b)로부터 각각 돌출되어 있는 구조를 갖는다. 전지셀(110)은, 전지 케이스(114)에 전극 조립체(미도시)를 수납한 상태로 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)와 이들을 연결하는 양 측면(114c)을 접착함으로써 제조될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에 따른 전지셀(110)은 총 3군데의 실링부(114sa, 114sb, 114sc)를 갖고, 실링부(114sa, 114sb, 114sc)는 열융착 등의 방법으로 실링되는 구조이며, 나머지 다른 일측부는 연결부(115)로 이루어질 수 있다. 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b) 사이가 전지셀(110)의 길이 방향으로 정의하고, 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)를 연결하는 일측부(114c)와 연결부(115) 사이를 전지셀(110)의 폭 방향으로 정의할 수 있다.
연결부(115)는 전지셀(110)의 일 테두리를 따라 길게 뻗어 있는 영역이며, 연결부(115)의 단부에 전지셀(110)의 돌출부(110p)가 형성될 수 있다. 돌출부(110p)는 연결부(115)의 양 단부 중 적어도 하나에 형성될 수 있고, 연결부(115)가 뻗는 방향에 수직한 방향으로 돌출될 수 있다. 돌출부(110p)는 전지 케이스(114)의 양 단부(114a, 114b)의 실링부(114sa, 114sb) 중 하나와 연결부(115) 사이에 위치할 수 있다.
전지 케이스(114)는 일반적으로 수지층/금속 박막층/수지층의 라미네이트 구조로 이루어져 있다. 예를 들어, 전지 케이스 표면이 O(oriented)-나일론 층으로 이루어져 있는 경우에는, 중대형 전지 모듈을 형성하기 위하여 다수의 전지셀들을 적층할 때, 외부 충격에 의해 쉽게 미끄러지는 경향이 있다. 따라서, 이를 방지하고 전지셀들의 안정적인 적층 구조를 유지하기 위해, 전지 케이스의 표면에 양면 테이프 등의 점착식 접착제 또는 접착시 화학 반응에 의해 결합되는 화학 접착제 등의 접착 부재를 부착하여 전지셀 적층체(200)를 형성할 수 있다. 본 실시예에서 전지셀 적층체(200)는 도 4의 x축 방향으로 적층되고, z축 방향으로 모듈 프레임(300) 내부에 배치되어 열전도성 수지층에 의해 냉각이 진행될 수 있다.
전지셀 적층체(200)를 수납하는 모듈 프레임(300)은 상부 커버(310) 및 U자형 프레임(320)을 포함할 수 있다.
U자형 프레임(320)은 바닥부(321) 및 바닥부(321)의 양 단부에서 상향 연장된 2개의 측면부(322)를 포함할 수 있다. 바닥부(321)는 전지셀 적층체(200)의 하면(z축 반대 방향)을 커버할 수 있고, 측면부(322)는 전지셀 적층체(200)의 양 측면(x축 방향 및 그 반대 방향)을 커버할 수 있다.
상부 커버(310)는 U자형 프레임(320)에 의해 감싸지는 상기 하면 및 상기 양 측면을 제외한 나머지 상면(z축 방향)을 감싸는 하나의 판상형 구조로 형성될 수 있다. 상부 커버(310)와 U자형 프레임(320)은 서로 대응하는 모서리 부위들이 접촉된 상태에서, 용접 등에 의해 결합됨으로써, 전지셀 적층체(200)를 상하좌우로 커버하는 구조를 형성할 수 있다. 상부 커버(310)와 U자형 프레임(320)을 통해 전지셀 적층체(200)를 물리적으로 보호할 수 있다. 이를 위해 상부 커버(310)와 U자형 프레임(320)은 소정의 강도를 갖는 금속 재질을 포함할 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 변형예에 따른 모듈 프레임(300)은 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 금속 판재 형태의 모노 프레임일 수 있다. 즉, U자형 프레임(320)과 상부 커버(310)가 상호 결합되는 구조가 아니라, 압출 성형으로 제조되어 상면, 하면 및 양 측면이 일체화된 구조일 수 있다.
전지셀 적층체(200)의 개방된 제1 측(y축 방향)과 제2 측(y축 반대 방향)에 버스 바 프레임(130)이 위치할 수 있다. 버스 바 프레임(130)은 전지셀 적층체(200)의 제1 측(y축 방향)과 제2 측(y축 반대 방향)에 위치하여 전지셀 적층체(200)를 커버함과 동시에 전지셀 적층체(200)와 외부 기기와의 연결을 안내하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 버스 바 프레임(130)에는 버스 바(280)가 장착될 수 있으며, 전지셀(110)의 전극 리드(111, 112)가 버스 바 프레임(130)에 형성된 슬롯을 통과한 후 구부러져 버스 바(280)와 접합될 수 있다. 이를 통해 전지셀 적층체(200)를 구성하는 전지셀(110)들이 직렬 또는 병렬 연결될 수 있다.
엔드 플레이트(600)는 모듈 프레임(300)의 개방된 제1 측(y축 방향)과 제2 측(y축 반대 방향)에 위치하여 전지셀 적층체(200)를 커버하도록 형성될 수 있다. 이러한 엔드 플레이트(600)는 외부의 충격으로부터 전지셀 적층체(200) 및 기타 전장품을 물리적으로 보호할 수 있다. 전지셀 적층체(200)와 엔드 플레이트(600) 사이에 버스 바 프레임(130)이 위치할 수 있다.
한편, 구체적으로 도시하지 않았으나, 전지셀 적층체(200)와 엔드 플레이트 사이에는 버스 바가 장착되는 버스 바 프레임 및 전기적 절연을 위한 절연 커버 등의 위치할 수 있다.
도 4를 다시 참고하면, 상술한 바 대로, 모듈 프레임(300)의 바닥부(321)는 히트 싱크(500)의 상부 플레이트를 구성하며, 히트 싱크(500)의 함몰부(510)와 모듈 프레임(300)의 바닥부(321)가 냉매의 유로를 형성할 수 있다.
구체적으로, 히트 싱크(500)의 함몰부(510)는 냉매 유로 방향을 기준으로 단면을 잘랐을 때 U자형 관일 수 있으며, 상기 U자형 관의 개방된 상측에 바닥부(321)가 위치할 수 있다. 히트 싱크(500)가 바닥부(321)와 접하면서, 함몰부(510)와 바닥부(321) 사이의 공간이 냉매가 유동하는 영역, 즉 냉매의 유로가 된다. 이에 따라, 바닥부(321)가 상기 냉매와 직접 맞닿을 수 있다.
히트 싱크(500)의 함몰부(510)의 제조 방법에 특별한 제한은 없으나, 판상형의 히트 싱크(500)에 대해 함몰 형성된 구조를 마련함으로써, 상측이 개방된 U자형 함몰부(510)를 형성할 수 있다.
도 6은 도 4의 전지 모듈에 포함된 버스 바 프레임을 나타내는 정면도이다. 도 7은 도 6의 버스 바 프레임에 열전달 부재를 적용한 것을 나타내는 정면도이다.
본 실시예에 따른 전지 모듈은, 대면적 모듈을 포함할 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 대면적 모듈을 형성하기 위해 하나의 전지 모듈에 보다 많은 전지셀을 포함하는 전지셀 적층체를 장착할 수 있다. 여기서, 대면적 모듈의 경우, 전지 모듈의 수평 방향 길이가 상대적으로 길어지게 된다. 전지 모듈의 수평 방향의 길이란, 전지셀이 적층된 방향으로의 길이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 대면적 전지 모듈에서는, 기존에 하나의 전지 모듈 내에 대략 12개 내지 24개의 전지셀이 적층된 경우 대비하여 대략 32개 내지 48개의 전지셀이 하나의 전지 모듈 내에 적층되어 있는 경우를 포함할 수 있다.
전지 모듈이 대면적화됨에 따라, 도 6에 도시한 버스 바 프레임(130) 역시 대면적화될 수 있다. 하나의 전지 모듈 내에 전지셀 개수가 증가하고, 전지셀로부터 연장되는 전극 리드(111, 112) 개수 역시 증가하므로, 전극 리드(111, 112)들과 접합하는 버스 바(280)에서의 발열 또한 크게 증가할 수 있다. 이처럼 발열이 증가하게 되면 전지 모듈 사용 조건에서 방열이 어렵게 된다. 이에 본 실시예에 따르면, 도 7에 도시한 바와 같이 버스 바 프레임(130)에 열전달 부재(180)를 형성할 수 있다.
도 4 및 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 열전달 부재(180)는 버스 바 프레임(130)과 엔드 플레이트(600) 사이에 위치하고, 전기적으로 절연성을 갖고, 열전도성을 갖는 재질로 형성된다. 구체적으로, 열전달 부재(180)는 열전달 패드, 열전도성 수지층, 및 써멀 구리스(Thermal grease) 중 하나로 형성될 수 있다. 버스 바 프레임(130)에는 복수의 버스 바(280)가 열융착 등의 방식으로 장착되어 있고, 열전달 부재(180)가 복수의 버스 바(280)를 일괄하여 덮을 수 있다. 이처럼, 복수의 버스 바(280)를 열전달 부재(180)가 일괄하여 덮음으로 인해 방열 효과가 최대화될 수 있다.
열전달 부재(180)는 버스 바(280)와 면접합할 수 있고, 버스 바(280)를 완전히 덮을 수 있다. 더 나아가 본 실시예에 따른 열전달 부재(180)는 복수의 버스 바(280)를 덮으면서 버스 바 프레임(130)을 완전히 덮을 수 있다.
도 8은 도 4의 절단선 P-P를 기준으로 yz 평면을 따라 잘라서 바라본 일부 사시도이다.
도 8을 참고하면, 열전달 부재(180)는 엔드 플레이트(600)와 접촉할 수 있다. 엔드 플레이트(600)와 접촉하고 있는 열전달 부재(180)는, 버스 바(280)로부터 발생한 다량의 열을 엔드 플레이트(600)에 전달하고, 엔드 플레이트(600)를 통해 전지 모듈 외부로 열을 방출할 수 있다. 이때, 열전달 부재(180)는 단면상으로 L자형 구조를 가질 수 있고, 열전달 부재(180)의 L자형 구조를 갖는 부분은 엔드 플레이트(600)의 바닥부에 의해 지지될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 전지 모듈 구조에 의해, 버스 바(280)에서 발생한 열은 버스 바(280)와 인접한 열전달 부재(180)로 전달되고, 열전달 부재(180)의 열이 금속 물질로 형성된 엔드 플레이트(600)로 냉각을 위해 전달될 수 있다. 엔드 플레이트(600)가 외부의 공기와 맞닿아 방열이 이루어지고, 이러한 냉각 시스템에 의해 버스 바(280) 냉각을 위한 별도의 냉각 시스템을 필요로 하지 않는다. 종래에 버스 바(280)의 발열 문제 해소를 위해 버스 바(280) 단면적을 크게 하여 중량 증가 및 비용 증가 문제가 있었으나, 본 실시예에 따르면 버스 바(280)의 단면적 감소도 가능하다.
뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 열전달 부재(180)가, 엔드 플레이트(600)와 버스 바 프레임(130) 사이에 절연 커버를 대체할 수도 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 종래에 형성하던 절연 커버를 생략하여 원가를 절감하면서도 방열 효과를 높일 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열전달 부재를 포함하는 전지 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 9를 참고하면, 도 8에서 설명한 실시예와 달리 열전달 부재(180)는 엔드 플레이트(600)의 일면과 이격되고, 전극 리드(111, 112) 및/또는 버스 바(280)와 접촉할 수 있다. 이때, 열전달 부재(180)는 엔드 플레이트(600)의 바닥부 일부와 접촉할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈에서 열전달 부재에 의해 방열 관리 및 절연 관리되는 모습을 나타내는 사시도이다.
도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 전지 모듈에 포함된 열전달 부재(180)에 의해 복수의 버스 바(280)에서 발생하는 많은 양의 열을 외부로 방출할 수 있고, 열전달 부재(180)가 절연 성능도 동시에 가짐으로써, 종래의 절연 커버를 생략함으로써, 방열 관리 및 절연 관리를 동시에 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전지 모듈은 하나 또는 그 이상이 팩 케이스 내에 패키징되어 전지 팩을 형성할 수 있다. 전지팩은, 하나 이상의 전지 모듈이 BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 형성될 수 있다.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 전지셀
130: 버스 바 프레임
180: 열전달 부재
200: 전지셀 적층체
280: 버스 바
600: 엔드 플레이트

Claims (8)

  1. 복수의 전지셀이 적층되어 있는 전지셀 적층체,
    상기 전지셀 적층체가 위치하는 모듈 프레임,
    상기 모듈 프레임으로부터 노출되는 상기 전지셀 적층체의 전후면을 덮는 버스 바 프레임,
    상기 버스 바 프레임에 형성된 슬롯을 통해 상기 전지셀 적층체에서 돌출된 전극 리드와 연결된 버스 바,
    상기 버스 바 프레임을 덮는 엔드 플레이트, 및
    상기 버스 바 프레임과 상기 엔드 플레이트 사이에 위치하는 열전달 부재를 포함하고, 상기 열전달 부재는 전기적으로 절연성을 갖고, 열전도성을 갖는 재질로 형성된 전지 모듈.
  2. 제1항에서,
    상기 버스 바는 상기 버스 바 프레임 상에서 복수개 형성되고, 상기 열전달 부재는 상기 복수의 버스 바를 일괄하여 덮고 있는 전지 모듈.
  3. 제2항에서,
    상기 열전달 부재는 열전달 패드, 열전도성 수지층, 및 써멀 구리스(Thermal grease) 중 하나로 형성되는 전지 모듈.
  4. 제2항에서,
    상기 열전달 부재는 상기 버스 바와 면접합하고, 상기 버스 바를 완전히 덮는 전지 모듈.
  5. 제4항에서,
    상기 열전달 부재는 상기 버스 바 프레임을 완전히 덮는 전지 모듈.
  6. 제1항에서,
    상기 열전달 부재는 상기 엔드 플레이트와 접촉하는 전지 모듈.
  7. 제6항에서,
    상기 열전달 부재는 L자형인 전지 모듈.
  8. 제1항에 따른 전지 모듈을 포함하는 전지팩.
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